2022年实验报告光衍射.doc

光衍射现象研究
试验目:
a．观察单缝衍射现象及其特点;
b．测量单缝衍射光强分布;
试验仪器:
导轨、 激光电源、 激光器、 单缝二维调整架、 小孔屏、 一维光强测量装置、 WGZ2型光强分布测试仪
试验原理和方法:
光在传输过程中碰到障碍物时将绕过障碍物, 改变光直线传输, 称为光衍射。当障碍物大小与光波长大得不多时, 如狭缝、 小孔、 小圆屏、 毛发、 细针、 金属丝等, 就能观察到显著光衍射现象, 亦即光线偏离直线旅程现象。光衍射分为夫琅和费衍射与费涅耳衍射, 亦称为远场衍射与近场衍射。本试验只研究夫琅和费衍射。理想夫琅和费衍射, 其入射光束和衍射光束均是平行光。
试验内容和步骤:
试验关键内容是观察单缝衍射现象, 测量单缝衍射光强分布, 并计算出缝宽。
试验中用硅光电池作光强测量器件。硅光电池能直接变为电能, 在一定光照范围内, 光电池光电流与光照强度成正比。本试验用是WJH型数字式检流计, 以数字显示来检测光电流。它是采取低漂移运算放大器、 模/数转换器和发光数码管将光电流进行处理, 从而将光强以数字显示出来。
a．按下图接好试验仪器, 先目测粗调, 使各光学元件同轴等高, 要注意将激光器调平;
b．激光器与单缝之间距离以及单缝与一维光强测量装置之间距离均置为50cm左右, 加上本试验采取是方向性很好, 发散角激光作为光源, 这么可满足夫琅和费衍射远场条件, 从而可省去单缝前后透镜和。;
c．点亮激光器, 使激光垂直照射于单缝刀口上, 利用小孔屏调好光路, 须尤其注意是: 观察时不要正对电源, 以免灼伤眼睛。
d．将WJH接上电源开机预热15min, 将量程选择开关置I档, 衰减旋钮置校准为止（顺时针旋到底, 即灵敏度最高）。调整调零旋钮, 使数据显示器显示“-000”（负号闪烁）。以后在测量过程中假如数码管显示“999”, 此为超量程知识, 可将量程调高一档。假如数字显示小于190, 且小数点不在第一位时, 可将量程降低一档, 以充足利用仪器分辨率。
e. 将小孔屏置于光强测量装置之前, 调二维调整架, 选择所需单缝缝宽